OSI-Referenzmodell

In die bereits verwendeten und bekannten Protokolle werden Mechanismen eingebaut, um die zusätzlichen Probleme zu lösen. Das würde bedeuten, immer wieder die gleichen grundlegenden Probleme mit den gleichen Mitteln (wie Protokollmeldungen, Timeouts etc.) in verschiedenen Übertragungsprotokollen (wie z.B. LAPB, Datex-P) zu lösen.

Die bei einer Kommunikation auftretenden Probleme werden in strukturierter, modularisierter Weise angegangen, indem man verschiedene Protokolle für verschiedene Zwecke entwickelt, die hierarchisch angeordnet sind. Jede Protokollschicht erweitert die Funktionalität der darunterliegenden Schicht. Man erhält also eine Hierarchie von austauschbaren Protokollen.

Jede Schicht des OSI-Modells hat die Aufgabe, einen bestimmten Aspekt der Kommunikation zu behandeln. Diese Bereitstellung einer Kommunikationsleistung nennt man Dienst (Service). Oberhalb einer Schicht ist nur ihr Dienst bekannt und nicht, wie er von dieser Schicht unter Zuhilfenahme der darunterliegenden Schicht erbracht wird.

Es sind 7 Schichten von der CCITT benannt und im Rahmen der X.200-Serie veröffentlicht worden. X.200 enthält die Beschreibung des OSI-Modells, X21n definiert dabei die Dienste der Schicht n, X.22n spezifiziert das zugehörige Protokoll. Die Schichten bauen wie folgt aufeinander auf [26]:

Abb. 3:Die sieben Schichten des OSI-Referenzmodells

Diese Schicht beschreibt die Übertragung von Signalen auf einem konkreten Kommunikationsmedium wie z.B. dem analogen Telefon oder digitalen ISDN-Leitungen. Dabei werden die Parameter der Bit- und Bytesynchronisation, Bit- und Bytetakt, Informationspegel, Repräsentation von Signalen, Übertragungsraten und Übertragungsrichtung festgelegt.

Die Bitübertragungschicht stellt hierbei als Dienst eine Übertragung von einzelnen Bits über ein zu einem Kommunikationspartner direkt vorhandenes Kommunikationsmedium zur Verfügung. Es wird nur eine Kommunikation auf einem einzelnen Übertragungsabschnitt betrachtet. Werden z.B. Modems (Modulator/Demodulator) verwendet, können hier die international standardisierten Protokolle V.34 oder V.21 als Schicht-1-Protokoll benutzt werden.

Der Dienst der Abschnittssicherungsschicht stellt eine vor Übertragungsfehlern weitgehend gesicherte und vor Überlastung geschützte Übertragung von größeren Informationseinheiten (frames ¹) zur Verfügung und bedient sich dabei der Dienste der Bitübertragungsschicht. Wie bei der Bitübertragungsschicht wird hier auf einem einzelnen Übertragungsabschnitt operiert.

Zusätzlich zur Übertragungsgüte der Schicht 1 realisiert die Schicht 2 den Bytetakt, Gruppierung und Sortierung von Informationseinheiten, Reduktion von Übertragungsfehlern bzw. die Wiederholung der Daten bei Datenverlust und Schutz vor einer Datenüberschwemmung beim Empfänger durch Anwendung von Flußkontrollmechanismen.

Da es generell unmöglich ist, zwischen allen potentiellen Kommunikationspartnern direkte Leitungen zu verlegen, werden die Endkommunikationsstellen zumeist über ein Vermittlungssystem der Schicht 3 angeschlossen.

Dabei verwaltet das verwendete Protokoll der Vermittlungsschicht einen Adressraum, um über mehrfach genutzte Leitungen einzelne Kommunikationspartner anzusprechen. Das Schicht 3 Protokoll muß dabei die Probleme der Wegewahl durch das Netz lösen, virtuelle Verbindungen über eine physikalische Leitung schaffen und Maßnahmen zur Netzkopplung ergreifen.

Die Protokolle der Vermittlungsschicht sollen hier nicht genauer erläutert werden. Das im Internet grundlegende Protokoll der Schicht 3 namens IP wird weiter unten auf Seite 11 erklärt.

Die Hauptaufgabe der Transportschicht besteht in der Kostenoptimierung und der Verbesserung der Dienstqualität. Die Transportschicht kann dabei die gewünschte Qualität der Verbindung durch geeignete Protokollmechanismen tatsächlich erbringen. Um die verschiedenen Abstufungen der Dienste der Transportschicht zu erbringen, wurden von der ISO dabei vier Klassen von Transportprotokollen angeboten, sie unterscheiden sich nach folgenden Funktionalitätsgruppen:

1. Adressierung von Anwendungen innerhalb der Endsysteme
2. Segmenting/Reassembling
3. Fehlererkennung und -behebung
4. Kostenoptimierung
5. Sonstiges wie Resequencing, Splitting und Recombining

Die verschiedenen Transportprotokolle sollen hier nicht genauer erläutert werden, das im Internet und im Rahmen dieser Arbeit verwendete Protokoll namens TCP wird weiter unten auf Seite 11 erklärt.

Diese beiden Schichten ermöglichen grundsätzlich eine gesteuerte Kommunikation von Anwendungen, in dem z.B. die Rollen bei der Übertragung und Teile verschiedener zu übertragener Dateien und Dokumente genau identifiziert werden. Dazu werden auch Syntaxen zur Aushandlung von Übertragungsmodi und Transferprotokollen definiert (z.B. die Abstract Syntax Notation 1 (ASN.1) [12], mit der z.B. die Strukturen der PCSS-internen Daten definiert werden). Die später vorgestellten Dienste benutzt keine Protokolle dieser beidern Schichten.

In der Anwendungsschicht können Dienste dann abstrakt gekapselt und modelliert werden, d.h. die Kommunikation mit einem Dienst wird festgelegt, Implementierung und darunterliegende Protokolle bleiben jedoch frei wählbar. Die Anwendungsschicht ist im Rahmen dieser Arbeit nur von Interesse, da mit ihrer Hilfe Dienste allgemein festgelegt wurden, deren konkrete internetspezifische Ausprägung später genauer betrachtet wird. Zu nennen sind hier z.B. File Transfer, Access and Management (FTAM), eine Client/Server-Lösung zur Realisierung eines virtuellen Dateienspeichers. Sein Gegenstück im Internet ist dabei das File Transfer Protocol (FTP).

---